收藏本站
《辽宁大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

状态方程和本构模型在超高速碰撞数值仿真中的影响

孙晨  
【摘要】:随着我国航天事业的迅猛发展,空间碎片环境日益恶化,严重地威胁着在轨航天器的安全运行。长寿命、高可靠的大型航天器对空间碎片防护设计的需求变得日益迫切。开展空间碎片防护技术研究,提高航天器在空间碎片环境中的生存能力已成为保障航天器安全刻不容缓的任务。 超高速碰撞研究方法主要有三种:理论研究、数值仿真、实验研究。目前实验研究有很大的局限性,地面物理实验的速度只能达到7—8km/s,而且受到弹丸尺寸的制约;试验过程的观测又涉及到照相摄影技术、传感器技术等其它学科,这些技术在处理超高速碰撞问题时有很大的局限性;此外,物理试验研究费用很高,尤其是在超高速度下,弹丸的发射对于发射装置的损害更加严重,试验和维护费用惊人。这些因素都限制了超高速碰撞问题试验研究的进展。随着数值计算技术的发展和成熟,它的理论基础逐步完善,在科学研究中的作用也越来越大。数值仿真方法的适用范围广,可以不受碰撞条件的限制,许多物理试验无法实现的超高速碰撞问题都可以通过数值仿真方法来进行研究。在数值仿真中选用不同的状态方程和本构模型搭配对仿真的结果有很大的影响,为了提高数值仿真结果的准确性、真实性。选用适合的状态方程和本构模型是极为重要的,基于此,通过对碎片云和弹道极限曲线的数值仿真进而说明状态方程和本构模型在超高速碰撞数值仿真中的影响。 本文工作如下: 首先,通过在数值模拟中,研究了在同一本构模型下不同状态方程对碎片云各参数的影响,并得出在3—4km/s处Grüneisen状态方程与Johnson-Cook本构模型搭配的仿真结果比较精确,该搭配适合用在该速度段的数值仿真中。但该搭配的仿真值的误差随着弹丸速度的增加而增加;Liear状态方程不适合用在碎片云速度特性的数值仿真中;Tilloston、Puff、Polynomial三种状态方程的仿真结果定性上与实验值保持一致,但数值上存在一定的误差。 其次,在数值仿真中,Steinberg本构模型与多种状态方程搭配的仿真结果要优于Johnoson-Cook本构模型的仿真结果。 再次,因弹道极限曲线是超高速碰撞研究的一个重要内容,本文将不同状态方程和不同本构模型相互搭配对Whipple结构弹道极限曲线进行数值仿真,并将不同搭配的仿真结果与实验值进行比较得出适用于不同速度段状态方程和本构模型的搭配组合。
【学位授予单位】:辽宁大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:V528;O313.4

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张士宏;才胜;程明;;大块非晶合金塑性变形本构模型的研究进展[J];沈阳师范大学学报(自然科学版);2011年03期
2 吴国祥;;基于Matlab的牛头刨床运动学分析及通用仿真软件开发[J];机械工程师;2011年09期
3 冀晓东;宋玉普;刘建;;混凝土冻融损伤本构模型研究[J];计算力学学报;2011年03期
4 覃鑫;徐越兰;胡晓勇;;钢结构焊接过程应变监测[J];电焊机;2011年08期
5 周留成;李应红;何卫锋;周磊;陈东林;;激光冲击强化数值计算中的光滑粒子法[J];中国激光;2011年08期
6 李全明;田文旗;王云海;;尾矿库在线监测系统中位移数据分析方法探讨[J];中国安全生产科学技术;2011年08期
7 姜立春;杜卫卫;;基于Weibull分布的AMD蚀化岩石统计本构模型[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2011年03期
8 张家元;李黎;张小辉;;基于数值模拟的烧结终点在线控制[J];烧结球团;2011年03期
9 曹凤红;龙思远;G.S.COLE;;挤压态AZ81镁合金的热压缩变形行为[J];中国有色金属学报;2011年06期
10 姚昊萍;;带小孔的弹性长方腔体外辐射声场分析[J];机械科学与技术;2011年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 高政国;;基于颗粒排列组构特性的散体介质材料本构模型研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
2 李中华;梁杰;;高空羽流流场数值仿真[A];第十届全国计算流体力学会议论文集[C];2000年
3 夏旺民;郭增玉;;Q_1黄土的非线性弹性模型[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2003年
4 高彦斌;朱合华;;土的宏观各向异性研究进展[A];2004年度上海市土力学与岩土工程学术年会论文集[C];2004年
5 陈颖;邓小燕;;基于动脉系统旋动流原理的一种腔静脉滤器及其流场数值仿真[A];2008年全国生物流变学与生物力学学术会议论文摘要集[C];2008年
6 周凯;张洪军;殷兴景;苏中地;;旋进旋涡流量计结构特性数值模拟研究[A];中国仪器仪表学会第十一届青年学术会议论文集[C];2009年
7 张若棋;丁育青;汤文辉;;混凝土HJC、RHT本构模型的失效强度参数[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
8 胡黎明;濮家骝;;土与结构物接触面特性研究[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1998年
9 陈沅江;潘长良;王文星;曹平;;用Hopfield神经网络辨识岩土流变本构模型[A];岩石力学新进展与西部开发中的岩土工程问题——中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C];2002年
10 詹杰民;李毓湘;;求解高阶Boussinesq方程数值方法的研究[A];第十六届全国水动力学研讨会文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 徐瑞哲 张小果;三维仿真施工应用国内地下特大工程[N];中国建设报;2006年
2 记者  徐瑞哲;崇明隧道未动一土完成“彩排”[N];解放日报;2006年
3 记者 严风华;现代设计需建立CAE信息链[N];中国船舶报;2007年
4 北京信息与控制研究所 王正中;仿真学科的研究与思考[N];大众科技报;2007年
5 ;仿真技术欲创学术新高[N];中国电脑教育报;2006年
6 金敏 记者 陈铁;武汉“精细爆破”技术实现有害效应控制[N];中国质量报;2010年
7 ;电梯产品客户化快速设计技术[N];科技日报;2006年
8 长沙理工大学;工程中的“癌症”被攻克[N];中国交通报;2007年
9 本报记者 云天;汽车工业的未来:混合动力车及电动汽车的先进数值仿真[N];机电商报;2010年
10 杨雄飞;面向机制的钢材开发[N];世界金属导报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王登科;含瓦斯煤岩本构模型与失稳规律研究[D];重庆大学;2009年
2 计三有;散体变形理论及挖掘过程动态仿真的研究[D];武汉理工大学;2002年
3 孙志刚;复合材料高精度宏-细观统一本构模型及其应用研究[D];南京航空航天大学;2005年
4 袁纳新;中密度纤维板粘弹性研究[D];华南农业大学;2004年
5 金旭;非饱和原状土土—水特征曲线及本构模型的研究[D];北京交通大学;2010年
6 张宏建;IC10合金的力学性能试验及本构模型研究[D];南京航空航天大学;2009年
7 范志强;航空发动机机匣包容性理论和试验研究[D];南京航空航天大学;2006年
8 焦培刚;基于SPH的流体仿真数值算法及工程应用研究[D];山东大学;2010年
9 江权;高地应力下硬岩弹脆塑性劣化本构模型与大型地下洞室群围岩稳定性分析[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2007年
10 杨启;大型船舶出坞数值仿真研究与试验[D];武汉理工大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张素情;预应力管桩及挤土效应研究[D];武汉大学;2005年
2 孙晨;状态方程和本构模型在超高速碰撞数值仿真中的影响[D];辽宁大学;2011年
3 林燕;铝电解槽槽膛内形在线监测的研究及应用[D];中南大学;2007年
4 刘绍华;微型燃气轮机燃烧室三维紊流数值仿真[D];重庆大学;2008年
5 赵金石;高压发电机并网问题的研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
6 刘友朋;低总温空气加热器数值仿真与试验研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 王真;单臂架起重机臂架结构变幅运动与动力数值仿真[D];武汉理工大学;2003年
8 王博;旋风分离器内气固两相运动的数值仿真研究[D];西安建筑科技大学;2003年
9 窦磊;火药破碎对压力异常现象影响的数值仿真[D];南京理工大学;2002年
10 龚羊庆;加筋土结构本构模型研究[D];昆明理工大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026